在上世紀末期,隨著我國數字通信網絡的發展,數字網的同步則勢在必行。為此,隨著數字網的建設的同時,數字同步網絡也隨之建設。我國通信行業標準YDN-1999《數字同步網的規劃方法與組織原則》給出了我國數字同步網的組網方法與原則。
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一、數字通信網同步的必要性
隨著數字交換系統和傳輸設備的迅速推廣及SDH的介入,同步在電信網的重要性已明顯增加。新的業務和新的應用也對同步網的運行和性能提出了更高的要求。合理的規劃方法和組織原則不僅僅是為避免不可接受的同步性能,也是為減少潛在的、難于發現的問題,從而降低運行維護成本。
同步的含義是,使通信網內運行的所有數字設備工作在一個相同的平均速率上。如果發送設備的時鐘頻率快于接收設備的時鐘頻率,接收端就會周期性的丟失一些送給它的信息,這種信息丟失稱為漏讀滑動;如果接收端的時鐘頻率快于發送端的時鐘頻率,接收端就會周期性的重讀一些送給它的信息,這種信息重讀稱為重讀滑動。
在采用緩沖存儲器控制滑動的各種數字設備中(如數字交換設備等),是采用再定時原理取得同步的,即以從寫入比特流中提取出的定時作為寫入定時,以系統定時作為讀出定時,如圖1所示。典型的緩沖存儲器可保留大于一幀的數據量,當緩沖存儲器發生漏讀或重讀現象時,會漏讀或重讀整個一幀的數據,這稱為受控滑動。
圖1:數字信號再定時原理
網絡同步的基本目標是控制受控滑動的發生,然而同步不好并不僅僅只造成滑動這一損傷,例如在SDH網中,同步不完善將導致傳輸信號中產生大量的抖動和幀失步。在規劃一個同步網時,還應考慮控制與同步有關的其它損傷(如漂動和抖動等)。
二、數字同步網相關概念
1、同步的概念:數字網的同步是數字網中所有設備時鐘之間的同步。在數字網同步中的“同步”包括比特定時和幀定時這兩層含義。在規劃和設計同步網時,經常提到的術語包括:時標、協調世界時(UTC)、網同步、同步的網、同步網等,關于這些術語的定義詳見下表2-1。
表2-1:數字同步網的相關術語定義
2、同步方式:數字網的同步方式分為以下3類:全同步、全準同步、混合同步,具體含義詳見下表2-2。這里所述同步方式分類是參照ITU-T建議G.810從組網角度提出的。
表2-2:數字網同步方式的含義
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3、同步方法:根據不同同步方式的要求,有兩種同步方法可以采用,主從同步法和互同步法,它們的釋義詳見下表2-3,其中主從同步法如圖2-3所示。由于高穩定高可靠基準時鐘的出現,主從同步法得到廣泛的應用;互同步系統易形成擾動,在實際中很少應用。在我國,數字同步網采用等級主從同步法,而不采用互同步法。
表2-3:主從同步法和互同步法的釋義
圖2-3:等級主從同步法的示意圖
三、數字同步網的等級結構
目前我國數字同步網采用混合同步方式,它是一個由多個基準時鐘控制的網絡,各基準時鐘之間以準同步運行。國際通信以準同步運行。今后,將向全同步運行過渡,例如,采用可驗證方式實現全同步網。
每個基準時鐘控制的同步網內同步方法采用等級主從同步。在采用等級主從同步的網絡內各節點之間是主從關系,每個同步網節點都賦予一個等級地位,只容許某一等級的節點向較低等級或同等級的節點傳送定時基準信號達到同步。圖3表示了數字同步網的圖等級結構。圖中,一級節點采用1級基準時鐘,二級節點采用2級節點時鐘,三級節點采用3級節點時鐘。
圖3:我國數字同步網等級結構
四、數字同步網的構成
數字同步網的構成如圖4-0所示。同步供給單元(SSU)是數字同步網的節點從鐘,具有頻率基準選擇、處理和定時分配的功能。同步供給單元可以是獨立型同步設備(SASE),也可以是依附于其它相關設備的一種功能單元,這些相關設備包括數字程控交換設備和SDH交叉連接設備SDXC,或分插復用設備ADM等。以前各文件中的定時供給設備(BITS)即同步供給單元。
圖4-0:我國數字同步網的構成示意圖
1、同步網的分級和時鐘等級:數字同步網分為3級,各級節點的時鐘等級和設置位置列于下表4-1中。一級節點設置1級基準時鐘。我國同步網內使用的1級基準時鐘有全國基準時鐘(PRC)和區域基準時鐘(LPR)
表4-1:同步網的分級和時鐘設置
二級節點設置2級節點時鐘。各省中心的長途通信樓內應設置2級節點時鐘,在地、市級長途通信樓和匯接長途話務量大的、重要的匯接局(例如,有圖像業務、高速數據業務、No.7 STP等)亦應設置2級節點時鐘。
三級節點設置3級節點時鐘。在本地網內,除采用2級節點時鐘的匯接局以外,其它匯接局應設置3級節點時鐘。在端局根據需要(例如,有高速數據業務、SDH設備等)也應設置3級節點時鐘。
2、同步區的劃分:同步網的基本功能是準確地將定時基準信號從基準時鐘傳遞給同步網的各節點,從而調節網中的各時鐘,以建立并保持同步,滿足電信網傳遞各類業務信息的要求。因此,同步網的結構與電信網有所不同。由于我國地域廣,為保證同步網的同步性能,可以采用設置多個基準時鐘的組網方案。為了便于規劃、維護管理及提高同步性能和可靠性,全國同步網應劃分為若干個同步區,同步區是同步網的最大子網。在規劃同步網時,可以把同步區作為一個獨立的實體對待。關于同步區的劃分原則匯總于下表4-2中;同步區內設置的LPR與PRC的關系如圖4-2-1所示;相鄰同步區之間的關系如圖4-2-2所示。
表4-2:同步區的劃分原則
圖4-2-1:各同步區與全國基準時鐘PRC的關系
圖4-2-2:相鄰同步區之間的關系
3、定時基準分配:定時基準分配包括定時基準的局間分配和局內分配。定時基準的局間分配可以對相互連接的各同步網節點提供同步。在一個同步區內,定時基準局間分配采用分級樹狀結構,傳送定時基準的方式有下表4-3所示的方式。定時基準的局內分配是指在通信樓內設置的同步供給單元作為該樓內各種設備時鐘的主鐘,樓內所有時鐘均接受該主鐘提供的定時基準以達到同步運行。因此,在一個通信樓內只有同步供給單元能夠通過局間分配接受由其它局來的定時基準的同步。局內定時分配采用并行分配方法,以避免定時基準鏈路在局內串接多個網元時鐘。局內定時分配示意圖如圖4-3所示。
表4-3:傳送定時基準的方式
圖4-3:局內定時分配示意圖
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